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Semesterthemen Biologie
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Hier finden Sie die Semesterthemen für das Fach Biologie erarbeitet als schulinternes Curriculum in der Fachkonferenz Biologie auf der Grundlage der Vorgaben für das Zentralabitur im ZBW ...
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FACHLEHRPLAN FÜR DEN BIOLOGIE UNTERRICHT (2008
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VORBEMERKUNG: in diesen Fachlehrplan wurden die Vorgaben für das Zentralabitur (ZA) eingearbeitet.
EINFÜHRUNGSPHASE (1. und 2. Semester)
1. SEMESTER
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGSBEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHUL-PROGRAMM
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Kriterien des LebensUntersuchung von Zellen mit dem Lichtmikroskop1. Aufbau und Strahlengang des Lichtmikroskops2. Bau und Funktion pflanzlicher Zellen3. Bau und Funktion tierischer Zellen
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Zelltheorie
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- Mikroskopie von Dauer- und Frischpräparaten- Herstellung von mikroskopischen Präparaten- Zeichnen
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Naturwissenschaftliche Grundlagenbildung
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Das Bild der Zelle im ElektronenmikroskopAufbau und Strahlengang des ElektronenmikroskopsBau und Funktion von Zellorganellen:- Endoplasmatisches Retikulum- Dictyosomen- Ribosomen- Mitochondrien- Chloroplasten- Nucleus- Zellzyklus und Mitose - Meiose,- Rekombination, cross-over - Protocyte und Eucyte im Vergleich- Bakterien,- Cyanobakterien,- Viren und Phagen
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Technisches Verständnis - Wirkung von Medikamenten- Wirkung von Zellgiften- Sexualaufkärung- Medizin- Krankheiten,- Impfungen, - Hygiene
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Präparationstechniken bei der Elektronenmikroskopie Auswertung von elektronenmikroskopischen Bildern- Mikroskopierübung- Zellteilungsstadien
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Aufbau und Funktion von Biomembranen- Lipide, Esterbindung, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren- Bedeutung der Lipide für den Energie-stoffwechsel, - chemische Struktur und Löslichkeitseigen-schaften von Lecithin - Stofftransport durch Membranen- Diffusion und Osmose- Plasmolyse und Deplasmolyse- Turgor
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- Bedeutung der drei Nährstoffgruppen für eine gesunde Ernährung,- Tenside in Waschmitteln - Leben im Meerwasser und an den Meeresküsten,- Düngung mit Mineralsalz,- Salzgehalt der Nahrung im Zusammenhang mit Gewichtsschwankungen,- Meerwasserentsalzung
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Versuche zur Diffusion und Osmose Mikroskopische Untersuchung
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Gesundheitspolitisches Bewusstsein
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2. SEMESTER
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM
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Proteine- Genereller Bau einer Aminosäure- 20 verschiedene Aminosäuren (Tabelle)- Verknüpfung zum Dipeptid (Peptidbindung)- Primär-, Sekundär- ,Tertiär- und Quartärstruktur
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- Bedeutung der Proteine für eine gesunde Ernährung (Vegetarier, Veganer, essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren)- Sportphysiologie: Bau und Funktion der Muskulatur
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Schulbuch Natura
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Gesundheitsbewusst-sein
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Enzymatik- Ablauf einer enzymatischen Reaktion- Energie-Zeit-Diagramm (Reaktionsverlauf) und Vergleich mit der entsprechenden Reaktion ohne Enzym- Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwind-igkeit- Begriffe: Substrat, Enzym-Substrat-Kom-plex- Substrat- und Wirkungsspezifität
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- Waschmittel- Pharmazeutika / Kosmetika / medizinische Diagnostik- Enzyme in der Biotechnologie (z.B. bei PCR)
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- Experimente (mit Urease oder Katalase)- Prinzip der Katalyse- Darstellungsformen von experimentellen Ergebnissen
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- ökologische Kompe-tenz
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Atmung u. Fotosynthese- Bau der Mitochondrien u. Chloroplasten- Reaktionsschemata für Fotosynthese u. Atmung- Beziehung zwischen hetero- u. autotrophen Organismen- Bau eines Laubblattes und Funktion der Bestandteile - Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren (Lichtintensität, CO2 Konzentration, Temperatur)- Absorptionsspektrum von Chlorophyll a- Wirkungsspektrum (Engelmannscher Bakterienversuch)- Licht- u. Dunkelreaktion (Überblick)
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- ökologische Vernetzung von auto- und heterotrophen Organismen- ökologische Bedeutung der Vegetation auf der Erde- Klima- nachhaltiges Wirtschaften- Waldschäden- Beziehung zwischen Absorption und Emission- Redox-Chemie
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- Experimente (mit Urease oder Katalase)- Prinzip der Katalyse- Darstellungsformen von experimentellen Ergebnissen
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- ökologische Kompetenz
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3. SEMESTER: GENETIK
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM
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Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug ChromosomenMitose / ZellzyklusMeiose, crossing over Rekombination Genotypische GeschlechtsbestimmungVererbung beim Menschen Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung
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Trisomien Down SyndromPränatale Diagnostik Genotyp/ Phänotyp Umfassende Behandlung einer genetischen Erkrankung (z.B. Chorea Huntington)
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Mikroskopie vonZellteilungsstadienAuswertung von Karyogrammen
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Umgang mitBehinderungenBesuch einer humangenetischen Beratungsstelle
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Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung DNA als Träger der Erbinformation DNA AufbauReplikation, Korrektur von Replikationsfehlern DNA-Schäden und ReparaturmechanismenProteinbiosynthese Genetischer Code Genwirkketten Mutationen durch Veränderung der Chromsomen Wirkungsweise von Mutagenen Regulation der Genaktivität, Operonmodell im Zusammenhang mit Stoffwechselaktivitäten bei Bakterien) Entwicklungssteuerung
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Nachweis mit Bakterien und VirenBezug zur MedizinEnzymaktivitätFehldifferenzierungenKrebsentstehung
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Auswertung von Versuchen: Griffith, Avery, Hershey Modell Watson/Crick (geschichtlicher Aspekt) HypothesenbildungErstellen und Umgang mit Schemata und ModellenSicherheitsmaßnahmen
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Umgang mit Computerprogrammen zur Genetik z.B.virtuelles Genlabor
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Angewandte Genetik/Gentechnik Gentechnische Methoden: z.B.Genkartierung DNA fingerprinting PCRFinden und Gewinnen von Genen Zusätzlich für LKKenntnis von Methoden zur Kultivierung von Bakterien Somatische GentherapieKeimbahntherapie Klonierung Klassische Genetik Mendelsche RegelnMono/Dihybrider Erbgang GenkopplungModifikationen fakultativ: Drosophila-Genetik
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molekularbiologischeIdentifizierungsmethodenKontroverse Positionenzur GentechnologieAnwendungen der Genetikin der Züchtung
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Elektrophorese Pipettieren Kreuzungsschemata
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Wissenschafts-propädeutikEthische VerantwortungComputerprogrammezur Genetik
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Humangenetik- Geschlechtschromosomengebundene Vererbung- Vererbung von Krankheiten- fakultativ: Keimesentwicklung
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Rot-Grün-SchwächePhenylketonuriePränatale DiagnostikHumangenetische Beratung
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Stammbaumanalyse
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Populationsgenetik(Übergang zur Evolutionsbiologie)
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4. SEMESTER: ÖKOLOGIE
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM
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UNTERRICHTSTHEMEN (für GK und LK) Ökofaktoren abiotische -Temperatur - Licht - Wasser - Nährstoffe/Salze - pH Wertbiotische- Räuber-Beute- Beziehung (Lotka-Volterra-Regeln)- Konkurrenz und Vermeidung von Konkurrenz durch ökologische Sonderung- Einnischung; Bildung ökologischer Nischen- Biologische im Unterschied zur chemischen Schädlingsbekämpfung
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-Entwicklung des Verständnisses für Organismen in ihren wechselseitigen Bezügen und in ihrer Abhängigkeit von den Umweltbedingungen- Entwicklung eines umweltbewussten Alltagsverhaltens, z.B. Umgang mit Ressourcen wie Wasser oder Papier- Entwicklung eines naturangemessenen Freizeitverhaltens
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- Erlernen des Umgangs mit Analysekoffern, z.B. zur Gewässer- und Bodenanalyse- Erlernen von Sammelmethoden, z.B. mit Fangnetzen, Insektenfallen etc.- Übungen im Mikroskopieren- Erlernen des Umgangs mit Bestimmungstabellen- Übungen im Protokollieren- Erstellung und Auswertung von Tabellen und Graphen - Training des vernetzten Denkens (Systemdenken)
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- Sensibilisierung für Umwelt und die Probleme des Umwelt-schutzes - Vermittlung der Grundlagen von sachlicher Urteilskompetenz auf dem Gebiet der Umweltpolitik- Stärkung der Medienkompetenz durch Internetrecher-chen und Einbezug von Zeitschriften- und Fachzeitschriften-artikeln über ökologische und umweltpolitische Themen- Stärkung der sozialen Kompetenz, weil Freilanduntersuch-ungen bzw. Exkursionen nur gelingen, wenn die Arbeit im Team optimal organisiert und durchgeführt wird
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2. Ökosysteme (aquatisches)- Typen (Überblick)- Aufbau und Merkmale von Ökosystemen (allgemein)- Zonierung von aquatischen Systemen - Biozönosen, insb. in Bächen/Flüssen ("Methoden der Bestandsaufnahme bzw. der Vegetations-aufnahme", Bsp. Untersuchung eines Teiches)- Nahrungsbeziehungen in aquatischen Systemen- Nährstoffkreisläufe, spez. des Stickstoffs- Energieflüsse und Produktivität
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3. Gefährdung und Erhaltung von Ökosystemen (hier: aquatisches System)- Gewässeranalytik z.B. von Teichwasser- Gewässergüteklassen- Ursachen der Gewässerverschmutzung- Folgen der Gewässerver-schmutzung, z.B. Eutrophierung- Methoden der Wasseraufbereitung, spez. die biologische ("Selbstreinigung") Zusätzliche Unterrichtsthemen für LK- Biomonitoring und Methoden der Gewässeruntersuchung/ biologische (Saprobienindex) und physikalisch - chemische Gewässeranalytik (Temp., Gasgehalt, Licht, pH Wert, Nährstoffgehalt etc,)
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5. SEMESTER: EVOLUTIONSBIOLOGIE
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM
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Grundlagen evolutiver Veränderung- Genotypische Variabilität von Populationen (Keine Modellberechnungen)- Mutation und Rekombination (Mutationstypen, Mutationsraten, Mutationsdruck)- Gendrift (Gründereffekt, Engpasseffekt)- Selektion (Selektionsfaktoren, Selektionstypen, Präadaption, Co-Evolution)- Genfluss, Isolation und Speziation (Genfluss durch Migration, Isolationsmechanismen, allopatrische und sympatrische Artbildung)
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- Populationen und ihre genetische Struktur- Ökologische Vorgänge in Populationen- Folgen von Naturkatastrophen und Veränderungen im Ökosystem- Entstehung der Antibiotikaresistenz bei Bakterien- Züchtung
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- Berechnung des Selektionswertes eines Individuums und der mittleren Fitness einer Population; eventuell: Hardy-Weinberg-Gesetz
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- Förderung der ökolo-gischen Kompetenz durch Einsicht in die Problematik kleiner Populationen (gefährdete Arten)
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Art und Artbildung
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Ursachen der Evolution- Artbildung an ausgewählten Beispielen
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Evolutionshinweise und Evolutionstheorie- Rezente und paläontologische Hinweise (Homologie der Wirbeltiergliedmaßen) - Systematik und phylogenetischer Stammbaum (Grundlegende Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaumes, vertiefend: phylogenetische Stellung der Primaten) (bis 2008: Stammbaumhypothesen zur Entstehung von Homo sapiens)- Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden; bei der Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes sind Übereinstimmungen in der DNA-Sequenz und Aminosäure-Sequenz von Proteinen einzubeziehen.- Präzipitintest (nur Leistungskurs / bis 2008 auch Grundkurs!)- Synthetische Evolutionstheorie- Historischer Überblick über die Entstehung des Entwicklungsgedankens- Historischer Aspekt: Theorie von Darwin (nur Leistungskurs; nur bis 2008)
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- Formen biologischer Ähnlichkeit- Homologien im Bau der Lebewesen- Homologien in Entwicklung und Verhalten- Molekularbiologische Homologien- Ordnung der Lebewesen im Spiegel der Evolution- Evolution der Pferdeartigen- Evolution der Wirbeltiere - Primaten- Fundstelle Neandertal- Primaten- Stammbaum der Hominiden- Molekularbiologische Homologienl- Molekularbiologische Homologien- Entwicklung des Evolutionsgedankens- Analyse hist. Texte (Bezug zu Geschichte, Philosophie und Religion)
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Vergleich von unterschiedlich entstandenen Fossilien- Datierungsmethoden und korrekte graphische Darstellung von Ergebnissen- Ordnen und Vergleichen biologischer Vielfalt mittels Homologiekriterien- Hypothesenbildung über Verwandtschaftsbeziehungen- Vergleich und Beurteilung unterschiedlicher AnalysemethodenErstellen eines Stammbaumes- Kritische Begriffsanalyse (Mutation)- Analyse von Ausschnitten aus Darwins "Entstehung der Arten" - Kritische Würdigung historischer Vorstellungen
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Interkultureller Ansatz
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Transspezifische Evolution d. Primaten- Einordnung von fossilen und rezenten Hinweisen zur Evolution des Menschen
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- Schlüsselereignisse in der Evolution des Menschen- Fossilgeschichte des Menschen- Stammbaum der Hominiden- Ursprung des modernen Menschen
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- Bewusstwerden des Unterschieds zwischen biologischer und kultur-eller Evolution
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6. SEMESTER: VERHALTENSBIOLOGIE MIT SOZIOBIOLOGISCHEM SCHWERPUNKT
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FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT)
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LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE
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UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE
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BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM
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Grundlagen der Verhaltensbiologie- Reiz Reaktion- Fragestellungen und Methoden der Verhaltensforschung - Grundbegriffe des Instinktverhaltens: Schlüsselreizmuster, AAM, Handlungsbereitschaft- Unterschied zwischen genetisch programmiertem Verhalten und Lernverhalten;- Instinkt Lern- Verschränkung
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MethodenreflexionErziehung/Sozialisation
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- Verhaltensbeo-bachtung- Filmanalyse / Filmkritik- Kritischer Umgang mit Anthropo-morphismen- Auswertung von Versuchsergeb-nissen aus der Fachliteratur
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Medienkompetenz
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Verhalten, Fitness und Anpassung (verpflichtend nur für den LK)- Begriff der reproduktiven Fitness- Kosten-Nutzen-Prinzip bei Konkurrenz um Ressourcen- Fortpflanzungsstrategien: k-und r-Strategie (für 2009/2010 einschließlich Partnerwahl und Paarungssysteme)- Verwandtenselektion
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-Entwicklung von Populationen(Fortpflanzungsstrategien)-Sozialverhalten als Anpassung: Konzepte der Soziobiologie-Entstehung altruistischer Verhaltensweisen
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- Analyse von graphischen Darstellungen und Tabellen- Berechnung des Fitnesswertes eines Allels und Berechnung der Fitness einer Population bezüglich eines Gens
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- Gestaltung eines sozialen Miteinanders im Schulleben- Förderung eines biologischen Verständ-nisses von altruisti-schem Verhalten
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Wiederholung und Vertiefung von Unterrichtsinhalten der Semester 3 bis 5
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